DE60019169T2 - METHOD, CATALYST SYSTEM AND DEVICE FOR TREATING SULFUR-CONTAINING GAS - Google Patents
METHOD, CATALYST SYSTEM AND DEVICE FOR TREATING SULFUR-CONTAINING GAS Download PDFInfo
- Publication number
- DE60019169T2 DE60019169T2 DE60019169T DE60019169T DE60019169T2 DE 60019169 T2 DE60019169 T2 DE 60019169T2 DE 60019169 T DE60019169 T DE 60019169T DE 60019169 T DE60019169 T DE 60019169T DE 60019169 T2 DE60019169 T2 DE 60019169T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- regeneration gas
- mixtures
- catalyst system
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 187
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 123
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 87
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 87
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 42
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 25
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 25
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 25
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 claims description 25
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 22
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 21
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 12
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 9
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 8
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 8
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 7
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N ZrO Inorganic materials [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims 2
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 26
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 6
- 235000019391 nitrogen oxide Nutrition 0.000 description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 5
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 2
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000005323 carbonate salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011538 cleaning material Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000013101 initial test Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960003753 nitric oxide Drugs 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- -1 spheres Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8603—Removing sulfur compounds
- B01D53/8609—Sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8603—Removing sulfur compounds
- B01D53/8612—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9422—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by NOx storage or reduction by cyclic switching between lean and rich exhaust gases (LNT, NSC, NSR)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/58—Platinum group metals with alkali- or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/78—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8933—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8946—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals also combined with metals, or metal oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
- F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/0233—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles periodically cleaning filter by blowing a gas through the filter in a direction opposite to exhaust flow, e.g. exposing filter to engine air intake
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/085—Sulfur or sulfur oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
- F01N3/0878—Bypassing absorbents or adsorbents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
- F01N3/0885—Regeneration of deteriorated absorbents or adsorbents, e.g. desulfurization of NOx traps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2093—Periodically blowing a gas through the converter, e.g. in a direction opposite to exhaust gas flow or by reversing exhaust gas flow direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1021—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/202—Alkali metals
- B01D2255/2027—Sodium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20738—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20746—Cobalt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20753—Nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20761—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20769—Molybdenum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/04—Sulfur or sulfur oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/14—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die vorliegende Erfindung betrifft die Entfernung von Stickstoffoxiden (NOx) und gasförmigen Schwefelverbindungen, insbesondere SO3 und H2S, aus gasförmigen Strömen, insbesondere des Abgases von magerer Verbrennung, Verbrennungskraftmotoren unter Verwendung eines regenerierbaren Katalysatorsystems.The present invention relates to the removal of nitrogen oxides (NO x ) and gaseous sulfur compounds, in particular SO 3 and H 2 S, from gaseous streams, in particular the exhaust gas of lean combustion, internal combustion engines using a regenerable catalyst system.
Stand der TechnikState of technology
Gasentschwefelung ist der Gegenstand einer Vielzahl von Technologien. Zum Beispiel wurden bei der Abgasentschwefelung nasse und trockene Reinigungsverfahren entwickelt. Trockenes Reinigen bringt das ausfließende Medium mit einem festen Material in Kontakt, welches mit dem Schwefelbestandteil chemisch reagiert und eine Verbindung bildet. Das System kann ein Festbett sein, wie Zinkoxidpellets, welche verwendet werden, um mit H2S zu reagieren, um Zinksulfid zu bilden. Die Zinksulfidpellets müssen nach der Sättigung entfernt und ersetzt werden. Die Trockenreinigung kann auch in Pulver- oder Teilchenform in den Strom eingeführt werden, gefolgt von einem Gewebefilter oder elektrostatischer Filtrierung, um das reagierte Produkt zu entfernen. Ein Beispiel eines Pulvers wäre Kalkstein, welches nach dem Einführen in den Abgasstrom reagieren würde, um Kalziumsulfat und/oder Kalziumsulfatchemihydrat-Schlamm zu bilden. Das Material wird normalerweise als eine nasse Aufschlämmung angeliefert, welche in dem Abgas trocknet und mit den Schwefeloxiden reagiert. Dieses Material wird anschließend entfernt und typischerweise in einer Mülldeponie abgelagert. Es gibt auch regenerierbare trockene Reinigungsmaterialien, wie Kupferoxid auf Aluminiumoxidpellets oder -kugeln. Die regenerierbaren Kupfersystem müssen auf hohe Temperaturen erwärmt werden oder bei diesen reduziert werden. Dieses Verfahren erfordert, dass die Sorptionstemperatur niedriger ist als die Regenerationstemperatur.Gas desulphurization is the subject of a variety of technologies. For example, wet and dry cleaning processes have been developed in flue gas desulphurization. Dry cleaning brings the effluent medium into contact with a solid material which chemically reacts with and forms a compound with the sulfur component. The system may be a fixed bed, such as zinc oxide pellets, which are used to react with H 2 S to form zinc sulfide. The zinc sulfide pellets must be removed after saturation and replaced. The dry cleaning may also be introduced into the stream in powder or particulate form, followed by a fabric filter or electrostatic filtration to remove the reacted product. An example of a powder would be limestone, which would react after being introduced into the exhaust stream to form calcium sulfate and / or calcium sulphate hemihydrate slurry. The material is normally supplied as a wet slurry which dries in the exhaust gas and reacts with the sulfur oxides. This material is then removed and typically deposited in a landfill. There are also regenerable dry cleaning materials such as copper oxide on alumina pellets or spheres. The regenerable copper systems must be heated to high temperatures or reduced in these. This method requires that the sorption temperature be lower than the regeneration temperature.
Nasse Reinigungsverfahren verwenden nasse Aufschlämmungen oder Aminlösungen und erfordern, dass die Abgastemperatur unter den Siedepunkt der zu verwendenden Lösungen reduziert wird. Diese Verfahren führen zu Verlusten durch Verdampfung und Mitreißen und erzeugen Produkte, welche verunreinigt sind und nicht verwendet werden können und müssen daher entsorgt und/oder vor der Wiederverwendung gereinigt werden.wet Cleaning procedures use wet slurries or amine solutions and require that the exhaust gas temperature below the boiling point of too using solutions is reduced. These methods lead to losses due to evaporation and entrainment and produce products that are contaminated and unused can be and must therefore disposed of and / or cleaned before reuse.
Dieselmotoren erzeugen hohe Anteile an Stickstoffoxiden, Kohlenstoffmonoxid, unverbrannten Kohlenwasserstoffen aus Kraftstoff, Schwefeloxiden und kohlenstoffhaltigem Ruß. Die Kohlenstoffmonoxid- und unverbrannten Kraftstoffbestandteile können wirksam durch einen Oxidationskatalysator in der sauerstoffreichen Dieselabgasumgebung entfernt werden. Die Stickstoffoxide stellen dagegen ein besonderes Problem dar, da sie eine reduzierende Umgebung erfordern, um zu Stickstoff ungewandelt zu werden, welche ein häufiger Bestandteil der Luft ist. Selektive katalytische Reduktion (SCR) in der Anwesenheit von überschüssigem Sauerstoff mit Ammoniak und Kohlenwasserstoffen wurden intensiv untersucht und in begrenztem Maße zur Behandlung von Dieselabgasen verwendet. Das Hauptproblem, welches mit der Verwendung von SCR zusammenhängt ist, dass das Reduktionsmittel (Ammoniak) gefährlich und giftig ist; es muss gelagert und transportiert werden und eine merkliche Menge des Reduktionsmittels wird an die Umgebung freigegeben (Ammoniak-Slip).diesel engines generate high levels of nitrogen oxides, carbon monoxide, unburned Hydrocarbons from fuel, sulfur oxides and carbonaceous Soot. The Carbon monoxide and unburned fuel components can be effective by an oxidation catalyst in the oxygen rich diesel exhaust environment be removed. The nitrogen oxides, however, make a special Problem because they require a reducing environment in order to Nitrogen to be transformed, which is a common part of the air is. Selective catalytic reduction (SCR) in the presence of excess oxygen with ammonia and hydrocarbons have been intensively studied and to a limited extent used to treat diesel exhaust. The main problem, which related to the use of SCR is that the reducing agent (Ammonia) dangerous and is toxic; it has to be stored and transported and one appreciable amount of the reducing agent is released to the environment (Ammonia slip).
Das SCR-Verfahren verringert NOx, verringert jedoch normalerweise nicht Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe oder Schwefeloxide. Die Reaktion von Ammoniak mit Schwefeloxiden erzeugt auch aus Teilchen bestehende Verunreinigungen, welche die Luft verschmutzen kann, wie auch stromabwärts die Wärmeübertragungsvorrichtung.The SCR process reduces NO x but does not normally reduce carbon monoxide, hydrocarbons or sulfur oxides. The reaction of ammonia with sulfur oxides also creates particulate contaminants that can pollute the air, as well as downstream the heat transfer device.
U.S. Patent Nr. 5,451,558, welches hier vollständig aufgenommen wird, offenbart ein Verfahren zur Verringerung des Anteiles an NOx, CO und SO2 Emissionen aus Gasturbinen unter Verwendung eines regenerierbaren Katalysators/Absorbers, vorzugsweise bestehend aus Aluminiumoxid/Platin/Karbonatsalz, um die verunreinigenden Oxide zu oxidieren und diese zu absorbieren. Dieses System wird kommerziell unter der Marke SCONOx verwendet, und wurde als LAER (niedrigste erzielbare Emissionsrate) von der Abteilung IX des EPA für Gasturbinen bezeichnet. Eine Regeneration für diese Art von Katalysator/Sorber ist in dem U.S. Patent Nr. 5,599,758 bei Temperaturen in dem Bereich von 121,1 bis 398,9°C (250 bis 750°F) offenbart. Obwohl das System wirksam ist, um gasförmige Schwefelverbindungen zu entfernen, zeigten die Werte, dass sich die Katalysatorleistung bezüglich der NOx Entfernung bei ausgedehnter Verwendung verringerte. Dieser Effekt resultiert von dem Verbrauch der Sorptionsplätze durch die Bildung der Schwefelverbindungen an der Katalysatoroberfläche, welche nicht während der herkömmlichen Regeneration zerstört werden.US Pat. No. 5,451,558, which is fully incorporated herein, discloses a method of reducing the levels of NO x , CO and SO 2 emissions from gas turbines using a regenerable catalyst / absorber, preferably consisting of alumina / platinum / carbonate salt, to remove the contaminants Oxidize oxides and absorb them. This system is commercially used under the SCONOx brand and has been designated LAER (Lowest Achievable Emission Rate) by Department IX of the Gas Turbine EPA. Regeneration for this type of catalyst / sorber is disclosed in US Patent No. 5,599,758 at temperatures in the range of 121.1 to 398.9 ° C (250 to 750 ° F). Although the system is effective to remove gaseous sulfur compounds, the values showed that the catalyst performance with respect to NOx removal decreased with extended use. This effect results from the consumption of sorption sites by the formation of sulfur compounds on the catalyst surface, which are not destroyed during conventional regeneration.
U.S. Patentanmeldung SN 09/113,258, angemeldet am 10. Juli 1998, offenbart ein System zur Behandlung des Abgases eines industriellen Verfahrens oder Verbrennungsquelle, um gasförmige Schwefelverbindungen zu fangen, indem das Abgas mit einem strukturierten Träger in Kontakt gebracht wird, zum Beispiel einem Monolith beschichtet mit einem keramischen Oxids, zum Beispiel TiO2, enthaltend einen Edelmetallbestandteil, zum Beispiel Pt und einen Modifikator wie Cu.US Patent Application SN 09 / 113,258, filed July 10, 1998, discloses a system for treating the exhaust gas of an industrial process or combustion source to capture gaseous sulfur compounds by contacting the exhaust gas with a structured carrier, for example coated a monolith with a ceramic oxide, for example, TiO 2 , containing a noble metal component, for example, Pt and a modifier such as Cu.
WO 96/20044 offenbart ein Verfahren zum Regenerieren eines Katalysator/Absorbersystems.WHERE 96/20044 discloses a method for regenerating a catalyst / absorber system.
U.S. 5,665,321 offenbart ein Verfahren des Verringerns des Anteils an NOx, CO und SO2 Emissionen in einer Gasturbine.US 5,665,321 discloses a method of reducing the levels of NOx, CO and SO 2 emissions in a gas turbine.
U.S. 5,953,911 offenbart ein Verfahren, eine Shiftreaktion in einem entkräfteten Katalysator/Absorbersystems durchzuführen.U.S. No. 5,953,911 discloses a process, a shift reaction in a depleted catalyst / absorber system perform.
U.S. 6,037,307 offenbart ein System zur Behandlung eines Gases aus einem industriellen Verfahren oder einer Verbrennungsquelle.U.S. 6,037,307 discloses a system for treating a gas from a industrial process or a combustion source.
U.S. 4, 323,544 offenbart neuartige Sorber, umfassend einen Aluminiumoxidträger und ein Salz oder eine Mischung aus Salz.U.S. 4, 323, 544 discloses novel sorbers comprising an alumina carrier and a salt or a mixture of salt.
U.S. 5,762,885 offenbart eine Vorrichtung zum Regenerieren eines Katalysators/ Absorbers.U.S. No. 5,762,885 discloses a device for regenerating a catalyst. Absorber.
Es besteht jedoch immer noch ein Bedarf nach verbesserten Katalysator/Absorbersystemen.It However, there is still a need for improved catalyst / absorber systems.
Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Verfügung, einen Katalysator gemäß Anspruch 19 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 31, ein Verfahren gemäß Anspruch 32 und bevorzugte Ausführungsformen wie unten offenbart und wie in den Unteransprüchen 2 bis 18, 20 bis 30 und 33 beschrieben.As a result, the present invention provides a method according to claim 1 available a catalyst according to claim 19 and a device according to claim 31, a method according to claim 32 and preferred embodiments as disclosed below and as in the dependent claims 2 to 18, 20 to 30 and 33 described.
Es ist ein Vorteil, dass das vorliegende Katalysatorsystem verwendet werden kann, um gasförmiges NOx und Schwefelverbindungen aus dem Abgas von Verbrennungskraftmaschinen zu entfernen und das dieses regeneriert und wiederverwendet werden kann. Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die Regenerierung angewendet wurde, um die Schwefelverbindungen zu entfernen, welche auf dem Katalysator/Sorber gebildet wurden und die Aktivität des Katalysator/Sorbers für NOx-Entfernung zurückgewonnen wird. Ein weitere Vorteil der vorliegenden Erfindung ist ein Katalysatorsystem, das die Bildung von Schwefelverbindungen auf dem NOx selektiven Katalysator/Sorber verhindert. Es ist insbesondere vorteilhaft, dass die Regenerierung kein anderes Reduktionsmittel erfordert als den Motorkraftstoff. Diese Vorteile und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich.It is an advantage that the present catalyst system can be used to remove gaseous NO x and sulfur compounds from the exhaust gas of internal combustion engines, and this can be regenerated and reused. It is an advantage of the present invention that the regeneration has been used to remove the sulfur compounds which have been formed on the catalyst / sorber and the activity of the catalyst / sorber for NO x removal is recovered. Another advantage of the present invention is a catalyst system that prevents the formation of sulfur compounds on the NO x selective catalyst / sorber. It is particularly advantageous that the regeneration requires no other reducing agent than the engine fuel. These advantages and other advantages and features of the present invention will become apparent from the following description.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von gasförmigen Stickstoffoxiden (NOx) und/oder Schwefelverbindungen, insbesondere SO3 und/oder H2S aus gasförmigen Strömen, wie Abgas aus Verbrennungskraftmotoren, umfassend das in Kontaktbringen eines gasförmigen Stromes, welcher die gasförmigen Schwefelverbindungen und/oder NOx enthält, und welcher in eine erste Richtung fließt, mit einem Katalysatorsystem umfassend diskrete Betten aus Bestandteil (a) einem Katalysato/Sorber umfassend einen Edelmetallkatalysatorbestandteil, einen Metalloxidsoberbestandteil, einen Modifikator bestehend aus Oxiden von Ag, Cu, Bi, Sb, Sn, As, In, Pb, Au oder Mischungen dieser, und Bestandteil (b) einem Material umfassend einen Oxidationskatalysator gewählt aus Platin, Palladium, Rhodium, Kobalt, Nickel, Eisen, Kupfer, Molybdän oder deren Kombinationen, abgeschieden auf einem Träger mit hoher Oberfläche, ein Absorbermaterial gewählt aus einem Hydroxid, Karbonat, Bikarbonat eines Alkali- oder Erdalkali oder deren Mischungen unter Bedingungen, um eine Verringerung der Kapazität in diesem System zu bewirken, um die Schwefel und NOx-Verbindungen zu entfernen und zurückzuhalten; und anschließend Regenerieren des Katalysatorsystems umfassend das in Kontaktbringen des Katalysatorsystems mit einem Regenerationsgas, welches in einer zweiten Richtung fließt, entgegengesetzt zu der ersten Richtung unter Bedingungen, um das zurückgehaltene Schwefel- und/oder NOx-Verbindungen zu entfernen, wobei das Regenerationsgas ein Reduktionsgas umfasst, wobei ein Teil der Kapazität des Katalysatorsystems zur Entfernung und zur Zurückhal tung der Schwefelverbindungen und des NOx zurückgewonnen wird. Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst abwechselnde Sorber- und Regenerationsschritte.An object of the present invention is a process for the removal of gaseous nitrogen oxides (NO x ) and / or sulfur compounds, in particular SO 3 and / or H 2 S from gaseous streams, such as exhaust gas from internal combustion engines, comprising contacting a gaseous stream, which containing gaseous sulfur compounds and / or NO x and flowing in a first direction, comprising a catalyst system comprising discrete beds of component (a) a catalyst / sorber comprising a noble metal catalyst component, a metal oxide upper component, a modifier consisting of oxides of Ag, Cu, Bi , Sb, Sn, As, In, Pb, Au or mixtures thereof, and component (b) a material comprising an oxidation catalyst selected from platinum, palladium, rhodium, cobalt, nickel, iron, copper, molybdenum or combinations thereof deposited on one High surface area support, an absorber material selected from a hydroxide, carbonate, Bicarbonate of an alkali or alkaline earth or mixtures thereof under conditions to effect a reduction in capacity in that system to remove and retain the sulfur and NO x compounds; and then regenerating the catalyst system comprising contacting the catalyst system with a regeneration gas flowing in a second direction opposite to the first direction under conditions to remove the retained sulfur and / or NO x compounds, the regeneration gas being a reducing gas wherein a portion of the capacity of the catalyst system for the removal and retention of the sulfur compounds and the NO x is recovered. A preferred embodiment to takes alternating sorber and regeneration steps.
In einer Ausführungsform, bei welcher das Katalysatorsystem zwei diskrete Betten aus dem Bestandteil (a) und Bestandteil (b) umfasst, sind die Betten vorzugsweise so angeordnet, dass das Abgas zuerst mit dem (a) Bestandteil in Kontakt kommt.In an embodiment, in which the catalyst system has two discrete beds from the component (a) and component (b), the beds are preferably so arranged that the exhaust first with the (a) component in contact comes.
Der (b) Bestandteil entfernt schnell sowohl den Schwefel und NOx-Verbindungen, es wurde jedoch beobachtet, dass der auf diesem Bestandteil abgeschiedene Schwefel schwieriger zu entfernen ist als die Stickstoffverbindungen, und es ist eine höhere Temperatur zur Regenerierung notwendig als für die Entfernung von Stickstoff alleine. Die Schwefelverbindungen werden jedoch schnell von dem (a) Bestandteil bei niedrigeren Temperaturen entfernt. Indem die Schwefelverbindungen zunächst auf dem (a) Bestandteil entfernt werden und daran gehindert werden, den (b) Bestandteil zu kontaktieren, können niedrigere Regenerierungstemperaturen verwendet werden, während der Vorteil einer hohen Schwefelentfernung (Bestandteil a) und einer hohen NOx-Entfernung (Bestandteil B) erzielt wird.The (b) ingredient quickly removes both the sulfur and NO x compounds, but it has been observed that the sulfur deposited on this ingredient is more difficult to remove than the nitrogen compounds, and a higher temperature is required for regeneration than for the removal of Nitrogen alone. However, the sulfur compounds are rapidly removed from the (a) component at lower temperatures. By first removing the sulfur compounds on the (a) component and preventing them from contacting the (b) component, lower regeneration temperatures can be used, while the benefit of high sulfur removal (component a) and high NO x removal (component B) is achieved.
Die Regenerationsgase stellen eine reduzierende Umgebung zur Verfügung. Die Reduktionsmittel umfassen Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe oder Mischungen dieser. Das Kohlenwasserstoff umfasst vorzugsweise C1-C12 Kohlenwasserstoffe, welche als eine Verbindung oder als Mischung von Verbindungen verwendet werden können. Der Hauptbestandteil des gasförmigen Stromes ist ein inertes Trägergas, wie Stickstoff, Helium, Argon oder Dampf. Der Ausdruck „Hauptbestandteil" wird so verwendet, dass er über 50% bedeutet. Von besonderer Bedeutung ist, dass sowohl gasförmige als auch Destillatkraftstoffe, wie Diesel, als Reduktionsgas verwendet werden können. Daher kann der Kraftstoff, welcher von einem Motor verwendet wird, auch zur Regeneration verwendet werden, was wichtig ist für einen nichtstationären Motor, wie in Kraftfahrzeugen, Lastwagen und Eisenbahnen.The regeneration gases provide a reducing environment. The reducing agents include hydrogen and hydrocarbons or mixtures of these. The hydrocarbon preferably comprises C 1 -C 12 hydrocarbons which may be used as a compound or as a mixture of compounds. The main component of the gaseous stream is an inert carrier gas, such as nitrogen, helium, argon or steam. The term "major ingredient" is used to mean greater than 50%. "Of particular importance is that both gaseous and distillate fuels, such as diesel, can be used as the reducing gas, so the fuel used by an engine can also be used used for regeneration, which is important for a non-stationary engine, such as in automobiles, trucks and railways.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Katalysatorsystem gemäß Anspruch 19 zur Verfügung. Im Bestandteil (a) kann der Edelmetallbestandteil Pt, Pd, Rh, Ru oder Mischungen dessen umfassen, vorzugsweise Pt. Der Metalloxid-Sorberbestandteil ist ein Oxid von Ti, Zr, Hf, Ce, Al, Si oder deren Mischungen. Der Modifikator umfasst ein Oxid von Ag, Cu, Bi, Sb, Sn, As, In, Pb, Au oder deren Mischungen, vorzugsweise Cu, Ag, Bi und deren Mischungen. Der Zweck des Modifikators ist es, die Bildung von H2S während der Regeneration zu hemmen. Eine Vielzahl von Modifikatoren wurden als geeignet bestimmt; die effizientesten sind jedoch Kupfer, Wismut und Silber. Der Edelmetallbestandteil ist vorzugsweise mit zwischen 0,005 bis 20,0 Gew.-% des Katalysator/Sorbers vorhanden, der Sorberbestandteil ist vorzugsweise mit zwischen 70 bis 99 Gew.-% des Katalysator/Sorbers vorhanden und der Modifikator ist vorzugsweise mit zwischen 1 bis 10 Gew.-% des Katalysator/Sorbers vorhanden. Vorzugsweise können die Katalysatorbestandteile auf einem Träger beschichtet werden, wobei der Katalysator/Sorber 1 bis 50 Gew.-% des Gesamtgewichtes umfasst. In einem bevorzugten (a) Bestandteil umfasst Pt 0,005 bis 0,05 Gramm je Kubikzentimeter des Edelmetallkatalysatorbestandteiles und eines Metalloxidsorberbestandteiles.The present invention also provides a catalyst system according to claim 19. In component (a), the noble metal component may comprise Pt, Pd, Rh, Ru or mixtures thereof, preferably Pt. The metal oxide sorbent component is an oxide of Ti, Zr, Hf, Ce, Al, Si or mixtures thereof. The modifier comprises an oxide of Ag, Cu, Bi, Sb, Sn, As, In, Pb, Au or mixtures thereof, preferably Cu, Ag, Bi and mixtures thereof. The purpose of the modifier is to inhibit the formation of H 2 S during regeneration. A variety of modifiers were determined to be suitable; however, the most efficient are copper, bismuth and silver. The precious metal component is preferably present at between 0.005 to 20.0 weight percent of the catalyst / sorber, the sorbent component is preferably present at between 70 to 99 weight percent of the catalyst / sorber, and the modifier is preferably between 1 to 10 weight percent .-% of the catalyst / sorbent present. Preferably, the catalyst components may be coated on a carrier, wherein the catalyst / sorbent comprises from 1 to 50% by weight of the total weight. In a preferred (a) component, Pt comprises 0.005 to 0.05 grams per cubic centimeter of the noble metal catalyst component and a metal oxide orb constituent.
In dem (b) Bestandteil wird der Oxidationskatalysator gewählt aus Platin, Palladium, Rhodium, Kobalt, Nickel, Eisen, Kupfer, Molybdän oder deren Kombinationen, abgeschieden auf einem Träger mit hoher Oberfläche. Vorzugsweise ist der katalytische Bestandteil dicht und vollständig mit einem Absorbermaterial beschichtet, gewählt aus einem Hydroxid, Karbonat, Bikarbonat und einer Mischung derer von einem Alkali oder Erdalkali oder deren Mischungen. Vorzugsweise beträgt die Oxidationskatalysatorkonzentration 0,05 bis 0,6 Gew.-% des Bestandteils, bevorzugter 0,1 bis 0,4 Gew.-%, zum Beispiel 0,15 bis 0,3 Gew.-%. Bei besonders bevorzugten Katalysatoren umfassen Platin, Palladium, Rhodium, Kobalt, Nickel, Eisen, Kupfer, Molybdän oder deren Kombinationen 0,005 bis 0,05 Gramm je Kubikzentimeter des gesamten Oxidationskatalysator- und Absorbermaterials und das Alkali oder Erdalkali umfasst 0,000005 bis 0,02 Gramm je Kubikzentimeter des gesamten Oxidationskatalysator- und Absorbermaterials. Der bevorzugte Träger mit hoher Oberfläche ist Al2O3, TiO2, ZrO2, SiO2 oder deren Mischungen.In the (b) component, the oxidation catalyst is selected from platinum, palladium, rhodium, cobalt, nickel, iron, copper, molybdenum or combinations thereof deposited on a high surface area support. Preferably, the catalytic ingredient is densely and completely coated with an absorber material selected from a hydroxide, carbonate, bicarbonate and a mixture of those of an alkali or alkaline earth or mixtures thereof. Preferably, the oxidation catalyst concentration is 0.05 to 0.6 wt% of the component, more preferably 0.1 to 0.4 wt%, for example 0.15 to 0.3 wt%. In particularly preferred catalysts, platinum, palladium, rhodium, cobalt, nickel, iron, copper, molybdenum or combinations thereof comprise 0.005 to 0.05 grams per cubic centimeter of the total oxidation catalyst and absorber material and the alkali or alkaline earth comprises 0.000005 to 0.02 Grams per cubic centimeter of total oxidation catalyst and absorber material. The preferred high surface area support is Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2, or mixtures thereof.
Die Katalysatorbestandteile können als Pellets, Kugeln, Teilchen oder in extrudierter Form verwendet werden.The Catalyst components can be used as pellets, spheres, particles or in extruded form.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung umfassend:
- A. Eine Abgasbehandlungsanordnung: Wenigstens zwei Katalysatorzonen, wobei jede Katalysatorzone ein Katalysatorsystem enthält, umfassend getrennte Betten aus (a) einem Katalysator/Sorber umfassend einen Edelmetall-Katalysatorbestandteil, einen Metalloxid-Sorberbestandteil, einen Modifikator bestehend aus Oxiden von Ag, Cu, Bi, Sb, Sn, As, In, Pb, Au oder deren Mischungen und (b) ein Material umfassend ei nen Oxidationskatalysator gewählt aus Platin, Palladium, Rhodium, Kobalt, Nickel, Eisen, Kupfer, Molybdän oder deren Kombinationen, abgeschieden auf einem Träger mit hoher Oberfläche, einem Absorbermaterial gewählt aus einem Hydroxid, Karbonat, Bikarbonat eines Alkalis oder Erdalkalis oder deren Mischungen; eine Hauptabgaseinlassleitung verbunden mit einem Abgaseinlassventil, eine separate sekundäre Abgaseinlassleitung von dem Abgaseinlassventil angrenzend verbunden mit einem Bestandteil (a) jeder der Katalysatorzonen; eine separate sekundäre Abgasauslassleitung, welche sich von jeder dieser Katalysatorzonen angrenzend an den Bestandteil (b) erstreckt und verbunden ist mit einem Abgasauslassventil, verbunden mit einer Hauptabgasauslassleitung, welche sich von dem Abgasauslassventil erstreckt, wobei ein Dampfflussweg durch jede der Katalysatorzonen durch beide getrennten Betten von dem Einlass zu dem Auslass in einer Anordnung vorhanden ist; und
- B. Eine Regenerationsanordnung umfassend: Eine Hauptregenerationsgaseinlassleitung verbunden mit einem Regenerationsgasventil, eine separate sekundäre Regenerationsgaseinlassleitung von dem Regenrationsgaseinlassventil verbunden mit jeder der Katalysatorzonen in der Nähe des Bestandteils (b); einen separaten sekundären Regenerationsgasauslass, welcher sich von jeder der Katalysatorzonen erstreckt und mit jeder der Katalysatorzonen in der Nähe des Bestandteils (a) verbunden ist; wobei jede sekundäre Regenerationsgasauslassleitung mit einem Regenerationsgasauslassventil verbunden ist und eine Hauptregenerationsgasauslassleitung, welche sich von dem Regenerationsgasauslassventil erstreckt.
- A. An Exhaust Treatment Assembly: At least two catalyst zones, each catalyst zone containing a catalyst system comprising separate beds of (a) a catalyst / sorber comprising a noble metal catalyst component, a metal oxide sorbent component, a modifier consisting of oxides of Ag, Cu, Bi, Sb, Sn, As, In, Pb, Au or mixtures thereof and (b) a material comprising an oxidation catalyst selected from platinum, palladium, rhodium, cobalt, nickel, iron, copper, molybdenum or combinations thereof deposited on a high surface area support, an absorber material selected from a hydroxide, carbonate, bicarbonate of an alkali or alkaline earth or mixtures thereof; a main exhaust gas intake pipe connected to an exhaust gas intake valve, a separate secondary exhaust gas intake pipe from the exhaust gas intake valve adjacent to a component (a) of each of the catalyst zones; a separate secondary exhaust outlet conduit extending from each of these catalyst zones adjacent component (b) and connected to an exhaust gas outlet valve connected to a main exhaust outlet conduit extending from the exhaust gas outlet valve, a vapor flow path through each of the catalyst zones through both separate beds of the inlet to the outlet is in an array; and
- B. A regeneration assembly comprising: a main regeneration gas inlet line connected to a regeneration gas valve, a separate secondary regeneration gas inlet line from the regeneration gas inlet valve connected to each of the catalyst zones proximate to component (b); a separate secondary regeneration gas outlet extending from each of the catalyst zones and connected to each of the catalyst zones proximate to component (a); wherein each secondary regeneration gas outlet conduit is connected to a regeneration gas outlet valve and a main regeneration gas outlet conduit extending from the regeneration gas outlet valve.
Obwohl die Schwefel- und NOx-Bestandteile aus einem gasförmigen Strom durch das Katalysatorsystem gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt werden, ist nicht bekannt, in welcher Form oder durch welchen Mechanismus der Schwefel und das Stickstoff mit den Katalysatorkomponenten verbunden werden, man nimmt an, dass der Katalysator das Kohlenstoffmonoxid und die Kohlenwasserstoffverunreinigungen zu Kohlenstoffdioxid und Wasser oxidiert. Gleichzeitig wird Schwefeldioxid zu Schwefeltioxid oxidiert und Stickstoffmonoxid wird zu Stickstoffdioxid oxidiert, welche beide von dem Sorberbestandteilmaterial sorbiert werden, welches vorzugsweise in einem mikroskopischen Maßstab mit dem Oxidationskatalysator innig vermischt ist. Es ist die Erfindung, dass Schwefel- und NOx-Verbindungen in dem gasförmigen Strom auf bestimmte Weise entfernbar mit dem Katalysator/Sorbersystem in einer oxidierenden Atmosphäre verbunden werden und die Erfindung soll nicht auf einen bestimmten vorgeschlagenen Mechanis mus beschränkt werden. Vorzugsweise werden die Schwefel- und/oder Stickstoffverbindungen von dem Katalysatorsystem als ein konzentrierterer Strom aus Schwefel- und/oder Stickstoffverbindungen entfernt, als in dem Abgas vorhanden waren. Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Prozentangaben und Verhältnisse der Verbindungen auf das Gewicht.Although the sulfur and NO x components are removed from a gaseous stream by the catalyst system according to the present invention, it is not known in what form or by what mechanism the sulfur and nitrogen are combined with the catalyst components the catalyst oxidizes the carbon monoxide and the hydrocarbon contaminants to carbon dioxide and water. Simultaneously, sulfur dioxide is oxidized to sulfur dioxide, and nitric oxide is oxidized to nitrogen dioxide, both of which are sorbed by the sorbent constituent material, which is preferably intimately mixed on a microscopic scale with the oxidation catalyst. It is the invention that sulfur and NO x compounds in the gaseous stream are removably connected in some manner to the catalyst / sorber system in an oxidizing atmosphere, and the invention is not intended to be limited to any particular mechanism proposed. Preferably, the sulfur and / or nitrogen compounds are removed from the catalyst system as a more concentrated stream of sulfur and / or nitrogen compounds than were present in the exhaust gas. Unless otherwise indicated, the percentages and ratios of the compounds are by weight.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings
Detaillierte Beschreibung Sorptiondetailed Description sorption
Die Sorptionsstufe kann bei 37,8 bis 537,8°C (100 bis 1.000°F) durchgeführt werden, vorzugsweise bei 148,9 bis 371,1°C (300 bis 700°F) bei GHSV 200 bis 200.000 h–1, vorzugsweise 1.000 bis 120.000–1. Der Druck kann in dem Bereich von unter Atmosphärendruck bis 3.548,167 kPa (500 psig) liegen. GHSV, die Gas Hourly Space Velocity, ist als ein volumenverunreinigtes Gas definiert, gemessen 21,1°C und 0,101 MPa, das durch 0,028 m3 Katalysator in einer Stunde verarbeitet werden kann.The sorption step may be carried out at 37.8 to 537.8 ° C (100 to 1000 ° F), preferably at 148.9 to 371.1 ° C (300 to 700 ° F) at 200 to 200,000 h -1 GHSV, preferably 1,000 to 120,000 -1 . The pressure may range from below atmospheric pressure to 500 psig. GHSV, the gas hourly space velocity, is defined as a volume contaminated gas, measured at 21.1 ° C and 0.101 MPa, which can be processed by 0.028 m 3 of catalyst in one hour.
Bei der Durchführung des Verfahrens, beginnt sich, wenn das Sorptionsmittel Sättigung erreicht, die Konzentration von Stickstoffoxiden und Schwefeloxiden in dem Abgas von dem Katalysator von unentdeckbaren zu entdeckbaren Anteilen zu erhöhen. Wenn die entdeckbaren Anteile unakzeptierbare Anteile erreichen, wird der Abgasfluss zu einem zweiten Bett ähnlicher Zusammensetzung gerichtet, welches das Oxidations- und Sorptionsverfahren beginnt.In carrying out the process, as the sorbent reaches saturation, the concentration of nitrogen oxides and sulfur oxides in the exhaust gas from the catalyst begins to increase from undetectable to detectable levels. If the detectable fractions reach unacceptable levels, the exhaust gas flow is directed to a second bed of similar composition which starts the oxidation and sorption process.
Desorption/RegenerationDesorption / regeneration
Für das Katalysatorsystem mit zwei Bestandteilen kann die Desorptionsstufe bei 37,8 bis 537,8°C (100 bis 1.000°F) durchgeführt werden, niedrigere Temperaturen von ungefähr 148,9 bis 426,7°C (300 bis ungefähr 800°F) sind jedoch bevorzugt. Der Druck kann in dem Bereich von unter Atmosphärendruck bis 3.548,167 kPa (500 psig) liegen. Die Geschwindigkeit des Gases durch das Katalysatorsystem während der Regeneration beträgt GHSV 20 bis 20.000 h–1, vorzugsweise 50 bis 10.000 h–1.For the two component catalyst system, the desorption step may be performed at 37.8 to 537.8 ° C (100 to 1000 ° F), lower temperatures of about 148.9 to 426.7 ° C (300 to about 800 ° F). however are preferred. The pressure may range from below atmospheric pressure to 500 psig. The velocity of the gas through the catalyst system during regeneration is GHSV 20 to 20,000 h -1 , preferably 50 to 10,000 h -1 .
Es wird vorgeschlagen, dass das verbrauchte Katalysatorsorptionsmittel durch chemisches Reduzieren des Stickstoffdioxids zu Stickstoff und des Schwefeltrioxids zu Schwefeldioxid regeneriert wird. Dies wird erzielt, indem der gesättigte Katalysatosorptionsmittelverbund einem zweiten separaten Gasstrom mit niedrigerer Flussgeschwindigkeit ausgesetzt wird, enthaltend einen inerten Träger und/oder ein reduzierendes Gas. Das verbrauchte Regenerationsgas enthält Stickstoff und Schwefeldioxid, welches das System desorbiert und reinigt. Nach der Regeneration ist das Katalysatorsystem revitalisiert und wird zurück in Betrieb genommen und das Regenerationsgas wird zu einem anderen verbrauchten Katalysatorsorptionsmittel gerichtet.It It is suggested that the spent catalyst sorbent by chemically reducing the nitrogen dioxide to nitrogen and the sulfur trioxide is regenerated to sulfur dioxide. This is achieved by the saturated Katalysososorptionsmittelverbund a second separate gas stream at a lower flow rate, containing an inert carrier and / or a reducing gas. The used regeneration gas contains Nitrogen and sulfur dioxide, which desorbs and purifies the system. After regeneration, the catalyst system is revitalized and will be back put into operation and the regeneration gas becomes another spent catalyst sorbent directed.
Besonders wichtig wurde entdeckt, dass das Reduktionsmittel Kraftstoff (Diesel oder Benzin) sein kann, welches zum Antrieb des Verbrennungskraftmotors verwendet wird. Dies ist bedeutend, da ein fahrbarer Motor nicht zu einem separaten Regenerationsreduktionsmittel befördert muss, wie Ammoniak, wenn SCR verwendet werden würde.Especially important it was discovered that the reducing agent is fuel (diesel or gasoline), which is to drive the internal combustion engine is used. This is significant because a wheeled engine is not has to be transported to a separate regeneration reducing agent, like ammonia, if SCR were used.
Des Weiteren wurde entdeckt, dass eine verfrühte Degeneration von der Katalysator/Sorptionsmittel-Leistung aufgrund des Aussetzens gegenüber Schwefeloxid minimiert oder eliminiert werden kann, indem ein Schwefel abstoßendes System verwendet wird, bestehend aus einem vorderen Bett des Katalysators/Sorptionsmittels (Bestandteil a des Katalysatorsystems mit zwei Bestandteilen), welches für Schwefeloxide spezifisch ist, jedoch nicht für Stickstoffoxide aktiv ist.Of Further, it was discovered that a premature degeneration of the catalyst / sorbent performance due to exposure to Sulfur oxide can be minimized or eliminated by adding a sulfur repellent System is used, consisting of a front bed of the catalyst / sorbent (Component a of the catalyst system with two components), which for sulfur oxides is specific, but not for Nitrogen oxides is active.
Indem die vorliegende Sorption/Desorption der Schwefelbestandteile in dem Einsatzmaterial durchgeführt wird, können die Schwefelverbindungen in dem Einsatzmaterial auf zwischen 5 bis 100 mal konzentriert werden.By doing the present sorption / desorption of the sulfur components in the feedstock will, can the sulfur compounds in the feed to between 5 to Be concentrated 100 times.
Trägercarrier
Wenn ein Träger für die Katalysatorbestandteile eingesetzt wird, kann der Träger als keramischer oder metallischer Monolith mit einer Wabenkörperstruktur charakterisiert werden. Vorzugsweise wird ein Träger verwendet, um die Katalysatoren, Sorber und Modifikatoren zu verteilen. Die Bestandteile werden auf dem Träger in den gewünschten Verhältnissen abgeschieden. Die Zusammensetzung des keramischen Trägers kann ein Oxid oder eine Kombination von Oxiden sein. Geeignete Oxidträger umfassen die Oxide von Al, Z, Ca, Mg, Hf, Ti und verschiedene Mischungen aus Oxiden, wie Kordierit und Mullit.If A carrier for the Catalyst components is used, the carrier as ceramic or metallic monolith having a honeycomb body structure be characterized. Preferably, a carrier is used to prepare the catalysts, Distribute sorbers and modifiers. The ingredients are on the wearer in the wished conditions deposited. The composition of the ceramic carrier can an oxide or a combination of oxides. Suitable oxide carriers include the oxides of Al, Z, Ca, Mg, Hf, Ti and various mixtures from oxides such as cordierite and mullite.
Die Struktur und die Zusammensetzung des Trägers ist sehr wichtig. Die Struktur des Trägers beeinflusst die Fließmuster durch das Katalysatorsystem, welche wiederum den Transport zu und von der Katalysatoroberfläche beeinflusst. Die Fähigkeit der Struktur wirkt auf die Verbindungen, welche katalysiert werden sollen, zu der Katalysatoroberfläche zu transportieren, beeinflusst die Wirksamkeit des Katalysators/Sorbers. Der Träger ist vorzugsweise makroporös mit 64 bis 600 Zellen (Poren) pro 6.452 cm2 (square inch) (cpsi), was ungefähr 25 bis 80 Poren je (2,54 cm) (Linear inch) (ppi) beträgt, obwohl Träger von 5 bis 90 ppi geeignet sind.The structure and composition of the carrier is very important. The structure of the support influences the flow patterns through the catalyst system, which in turn affects transport to and from the catalyst surface. The ability of the structure to act on the compounds to be catalyzed to transport to the catalyst surface affects the effectiveness of the catalyst / sorbent. The carrier is preferably macroporous with 64 to 600 cells (pores) per 6,452 cm2 (square inch) (cpsi) which (cm 2.54) (linear inch) (ppi) is about 25 to 80 pores per although carriers of 5 to 90 ppi are suitable.
KonditionierenCondition
Der (a) Katalysatorbestandteil kann konditioniert werden, indem der Sorptions/Desorptionszyklus wiederholt wird. Die Mengen des Schwefelbestandteils, welche während dieser Konditionierung freigelassen werden, erhöht sich mit jeder Generation, bis es der sorbierten Menge entspricht. Man hat herausgefunden, dass sich die Konditionierungs zeit dramatisch reduzierte, indem der Katalysator/Sorber mit flüssigem H2SO4 durchdrungen wurde. Zum Beispiel sind anstelle von 12 Stunden Konditionieren nach der H2SO4 Behandlung nur einige Stunden bei 148,9°C (300°F) notwendig. Die Konditionierdauer hängt des Weiteren auch von der Temperatur ab, bei welcher die Sorption und Regeneration durchgeführt wurde. Indem die Temperatur erhöht wurde, kann die freigelassene Menge erhöht werden, und daher die Konditionierdauer verringert werden. Ein spezielles Konditionieren muss nicht notwendig sein, da der Katalysator/Sorber nach einigen Zyklen der Sorption/Regeneration konditioniert wird und so bleibt.The (a) catalyst component can be conditioned by repeating the sorption / desorption cycle. The amounts of sulfur ingredient released during this conditioning increase with each generation until it corresponds to the sorbed amount. It has been found that the conditioning time was dramatically reduced by permeating the catalyst / sorber with liquid H 2 SO 4 . For example, instead of 12 hours of conditioning after H 2 SO 4 treatment, only a few hours at 148.9 ° C (300 ° F) are necessary. The conditioning period also depends on the temperature at which the sorption and regeneration was carried out. By raising the temperature, the amount released can be increased, and therefore the conditioning time can be reduced. A spe No essential conditioning is necessary, since the catalyst / sorber is conditioned after a few cycles of sorption / regeneration and remains so.
Bezugnehmend
auf
Der
Regenerationsaufbau umfasst eine Kohlenwasserstoffquelle
Der
Betrieb der Ventile wird vorzugsweise durch einen elektronischen
Sensor oder Sensoren
Im
Betrieb würde
das Abgas in das Ventil
Während der
gesamten Dauer oder einem Teil wird ein Regenerationsgas enthaltend
ein Reduktionsmittel (als ein Gas) aus dem Behälter
Der
Schwefel in dem Regenerationsgas wird im Vergleich zu dem Abgas
konzentriert. Das Regenerationsgas verlässt den Bereich B über die
Leitung
Zu
einem gegebenen Zeitpunkt oder wenn NOx in
den Katalysatorbereich A eintritt, wird das Ventil
BeispieleExamples
Bestandteil (a) der in den Beispielen verwendeten Katalysatoren/Sorber, wurden auf einem (200-Zellen je 6,452 cm2-200-Zellen-je-square-inch) quadratischer Kordieritwabenkörper aufgebracht. Die TiO2/Pt Washcoat wurde durch Incipient-Wetness-Imprägnierung hergestellt. Der Pt-Gehalt lag zwischen 0,1 bis 2,2%. Nach dem Trocknen und Kalzinieren bei 500°C wurden die Festkörper in 7%iger Essigsäure dispergiert und über Nacht in einer Kugelmühle gemahlen. Die keramischen Wabenkörper wurden anschließend in die Aufschlämmung der Washcoat/Pt getaucht, entfernt, abgeblasen und anschließend bei 150°C getrocknet.Component (a) of the catalysts / sorbers used in the examples were applied to one (200 cells per 6.452 cm 2 -200 cells-per-square-inch) square cordierite honeycomb. The TiO 2 / Pt washcoat was made by incipient wetness impregnation. The Pt content was between 0.1 to 2.2%. After drying and calcination at 500 ° C, the solids were dispersed in 7% acetic acid and ground overnight in a ball mill. The ceramic honeycombs were then dipped into the Washcoat / Pt slurry, removed, blown off and then dried at 150 ° C.
Die Proben wurden anschließend in eine Modifikatorlösung eingetaucht, entfernt, abgeblasen und schließlich bei 150°C getrocknet. Der Katalysator/Sorber wies eine nominelle Zusammensetzung wie in Tabelle 1 dargestellt auf.The Samples were subsequently added into a modifier solution dipped, removed, blown off and finally dried at 150 ° C. The catalyst / sorbent had a nominal composition as in Table 1 is shown on.
Tabelle 1: Katalysator/Sorberzusammensetzung (es sei denn es ist anders angegeben): Table 1: Catalyst / sorbent composition (unless otherwise indicated):
Zur Überprüfung wurden die Proben in einen 304 röhrenförmigen rostfreien Stahlreaktor eingefüllt und in einen Drei-Zonenofen eingeführt. Der Reaktor wurde mit einem Gaszufuhrsystem verbunden, welches gemischte Gase zuführte, die das Abgas einer Gasturbine simulierten. Die Gase wurden mittels eines Matheson Massenstrom-Messwertgebers gemessen und gesteuert. Wasser wurde in einem Vorwärmofen unter Verwendung eines Cole Palmer Gerätes Nummer 74900 eingeführt.For review were the samples into a 304 tubular stainless Filled steel reactor and introduced into a three-zone furnace. The reactor was with connected to a gas supply system, which supplied mixed gases, the simulated the exhaust gas of a gas turbine. The gases were by means of a Matheson Mass Flow Transmitter measured and controlled. Water was submerged in a preheat oven Using a Cole Palmer device Number 74900 introduced.
Beispiel 1 (Vergleich)Example 1 (comparison)
Ein Katalysatorsorptionsmittel (einzelner Katalysator oder Bestandteil b) wie in dem US Patent Nr. 5,451,558 gelehrt, wurde hergestellt indem ein 200 Zellen je 6,452 cm2 (200 Zellen je Quadratinch) Kordieritwabenkörper mit 0,098 Gramm Al2O3 mit hoher Oberfläche je Kubikzentimeter, 1,62 Milligramm/cc Pt und 7,93 Milligramm/cm3 K2CO3 beschichtet wurde. Die Katalysatorkernprobe wurde in einen Laborreaktor zur Überprüfung eingeführt. Ein simuliertes Dieselabgas wurde mit einer Raumgeschwindigkeit von 30.000 je Stunde, 300 ppm NOx, 900 ppm CO, 8,0% Sauerstoff, 7,6% CO2, 10,0% H2O2 und einer Temperatur von ungefähr 260°C (500°F) verwendet. Der simulierte Abgasstrom enthielt keine Schwefelverbindungen während dieses Beispieles.A catalyst sorbent (single catalyst or component b) as taught in US Pat. No. 5,451,558 was prepared by placing a 200 cell per 6.452 cm 2 (200 cells per square inch) cordierite honeycomb with 0.098 grams of high surface area Al 2 O 3 per cubic centimeter, 1 , 62 milligrams / cc Pt and 7.93 milligrams / cm 3 K 2 CO 3 . The catalyst core sample was introduced into a laboratory reactor for review. A simulated diesel exhaust was run at a space velocity of 30,000 per hour, 300 ppm NO x , 900 ppm CO, 8.0% oxygen, 7.6% CO 2 , 10.0% H 2 O 2, and a temperature of about 260 ° C (500 ° F) used. The simulated exhaust stream did not contain sulfur compounds during this example.
Das
Katalysatorsorbtionsmittel wurde einer Vielzahl von Zyklen von zwei
Minuten Oxidation/Sorption gefolgt von zwei Minuten reduzierender
Regeneration unterworfen. Das verwendete Regenerationsgas bestand
aus 9% Methan in Stickstoff bei 260°C (500°F). Die Ergebnisse dieses Experiments,
welche in der beigefügten
Beispiel 2Example 2
Ein Katalysatorsystem wurde hergestellt, indem zwei Katalysatoren/Sorber in Reihe angeordnet wurden. Das vordere Segment (Bestandteil a) wurde hergestellt, indem ein 200 Zellen je 6,452 cm2 (200 Zellen je 6,452 Quadratinch) Kordierit-Wabenkörperstruktur mit 0,122 Gramm/cc TiO2 und 1,84 Milligram/cm3 Pt und 10,0 Milligramm/cm3 CO(O) beschichtet wurde, wie oben und in der U.S. Patentanmeldung 09/113,258 beschrieben, welche hier vollständig aufgenommen wird. Bestandteil (b) wurde wie in Beispiel 1 hergestellt.A catalyst system was prepared by placing two catalysts / sorbers in series. The anterior segment (component a) was prepared by incubating one 200 cells per 6.452 cm 2 (200 cells per 6.452 square inches) of cordierite honeycomb structure with 0.122 grams / cc TiO 2 and 1.84 milligrams / cm 3 Pt and 10.0 milligrams / cm 3 CO (O) was coated as described above and in US Patent Application 09 / 113,258, which is fully incorporated herein. Component (b) was prepared as in Example 1.
Ein Teil eines Dieselabgases erzeugt von einem 4-Zylinder Turbo-unterstützten Motor mit einem Hubraum von 3,9 Liter unter Verwendung von Nr. 2 Dieselkraftstoff wurde gefiltert und durch einen Laborreaktor und die zwei Katalysatoren/Sorber in Reihe (Bestandteil a gefolgt von dem Bestandteil b) geführt. Verschiedene Beladungen wurden auf den Motor über einen elektrischen Generator ausgeübt, während eine konstante Motorgeschwindigkeit von 1.900 UpM beibehalten wurde.One Part of a diesel exhaust produced by a 4-cylinder turbo-assisted engine with a displacement of 3.9 liters using No. 2 diesel fuel was filtered and passed through a laboratory reactor and the two catalysts / sorbers in series (component a followed by component b). Various Loads were transferred to the engine an electric generator while maintaining a constant engine speed of 1,900 rpm was maintained.
Die Zusammensetzung des Dieselabgases ist in Tabelle 1 für die jeweiligen Motorlasten dargestellt.The Diesel exhaust gas composition is shown in Table 1 for each Motor loads shown.
Tabelle 2 Abgaszusammensetzungen des Dieselmotors unter verschiedenen Lasten Table 2 Diesel engine exhaust gas compositions under various loads
Untersuchungen wurden mit einer Raumgeschwindigkeit von 12.000 hr–1 durchgeführt. Der Katalysator wurde mit 2% H2-Gas in einem Stickstoffträger mit einer Raumgeschwindigkeit von 2.000 hr–1 regeneriert. Die Regenerationsflussrichtung war entgegengesetzt zu der Abgasflussrichtung.Investigations were carried out at a space velocity of 12,000 hr -1 . The catalyst was regenerated with 2% H 2 gas in a nitrogen carrier at a space velocity of 2,000 hr -1 . The regeneration flow direction was opposite to the exhaust flow direction.
Die
mittlere Katalysatortemperatur betrug 371,1°C (700°F) während dieses Durchlaufs. Die
NOx-Auslasskonzentrationen sind in
Tabelle 3 Dauer für mehr als 90% NOx Entfernung für verschiedene NOx-Einlasskonzentrationen. Table 3 Duration for more than 90% NO x removal for different NO x inlet concentrations.
Beispiel 3Example 3
Das in Beispiel 2 beschriebene Zweibettsystem wurde in einem Laborreaktor überprüft, mit einem simulierten Abgas mit einer Zusammensetzung von 70 ppm NO2, 10 ppm CO, 3,05% CO2, 10% H2O und 14,5% O2 in Stickstoff. Der Oxidationssorptionszyklus wurde bei 315,6°C (600°F), einer Raumgeschwindigkeit von 30.000 hr–1 für 15 Minuten durchgeführt.The twin bed system described in Example 2 was tested in a laboratory reactor with a simulated exhaust gas having a composition of 70 ppm NO 2 , 10 ppm CO, 3.05% CO 2 , 10% H 2 O and 14.5% O 2 in nitrogen , The oxidation sorption cycle was carried out at 315.6 ° C (600 ° F), a space velocity of 30,000 hr -1 for 15 minutes.
Während der Oxidation/Sorption entfernte das Katalysatorsystem das NOx bis auf unermittelbare Anteile, wenn die Katalysatorsorptionsplätze angefüllt waren, erhöhte sich die emittierte NOx-Konzentration auf einen Endwert von 12 ppm. Die Wirksamkeit der NOx-Entfernung betrug 96,5%. Zum Ende des Oxidationssorptionszyklus, wurde eine Regeneration mit dem Dampfphasen Nr. 2 Diesel erfüllt. Die Regeneration mit Dieseldämpfen wurde durchgeführt, indem das flüssige Diesel in den heißen Stickstoffstrom eingeführt wurde. Das Regenerationsgas wurde anschließend zu dem verbrauchten Katalysator/Sorber in einer niedrigen Richtung entgegengesetzt zu dem simulierten Gas geführt. Die Flussrate des Diesels, die für die Regeneration notwendig war, betrug 0,005 cm3/min. des flüssigen Diesels; Regeneration trat mit einer Raumgeschwindigkeit von 3.500 hr–1 für 3 Minuten auf. 3 Minuten waren für eine vollständige Regenerierung ausreichend. Daher war 0,41 g Diesel je Gramm NOx (als NO2) notwendig, um NOx in N2 umzuwandeln. Nachfolgende Oxidations/Sorptionszyklen zeigten einen vollständig revitalisierten Katalysator.During the oxidation / sorption, the catalyst system removed the NO x to unreachable levels when the catalyst sorptive sites were filled, increasing the emitted NO x concentration to a final level of 12 ppm. The effectiveness of NO x removal was 96.5%. At the end of the oxidation sorption cycle, regeneration was accomplished with vapor phase # 2 diesel. The regeneration with diesel fumes was carried out by introducing the liquid diesel into the hot nitrogen stream. The regeneration gas was then passed to the spent catalyst / sorber in a low direction opposite to the simulated gas. The flow rate of the diesel, which was necessary for the regeneration was 0.005 cm 3 / min. the liquid diesel; Regeneration occurred at a space velocity of 3,500 hr -1 for 3 minutes. 3 minutes were sufficient for a complete regeneration. Therefore, 0.41 g of diesel per gram of NO x (as NO 2 ) was needed to convert NO x to N 2 . Subsequent oxidation / sorption cycles showed a fully revitalized catalyst.
Beispiel 4Example 4
Ein
Zweikammeraufbau wurde wie in
Die
mittlere Abgaseinlasstemperatur in den Katalysator betrug 273,9°C (525°F). Der Katalysator
wurde zwischen dem Motorabgasstrom für 5 Minuten und einem Regenerationsgas
für 5 Minuten
betrieben. Das Regenerationsgas bestand aus 14% H2 in
Stickstoff mit einer Raumgeschwindigkeit von 220 hr–1.
Der Katalysator entfernte 98,9% des NOx-Einlasses über eine
Testperiode von 50 Minuten. Dies ist in
Beispiel 5Example 5
Beispiele 2, 3 und 4 verwendeten ein Zwei-Bettkatalysator/Sorptionsmittel-System. Dieser Aufbau war wünschenswert, um eine übermässige Aussetzung von Schwefeldioxid zu dem zweiten Bett zu verhindern. Es wurde gezeigt, dass das Pt/Al2O3/K2CO3-System, welches in Beispiel 1 beschrieben war, schwieriger zu regenerieren war, wenn es einem Überschuss an Schwefeloxid ausgesetzt wurde. Ein Katalysator hergestellt durch das Beschichten einer 200 Zellen je 6,452 cm2 (200 Zellen je Quadratinch) Kordieritwabenkörperstruktur mit 0,122 Gramm/cm3 TiO2, 1,84 Milligram/cm Pt und 7,93 Milligramm/cm3 NA2CO3 beschichtet, wurde einfacher regeneriert, wenn es Schwefeloxiden ausgesetzt wurde.Examples 2, 3 and 4 used a two-bed catalyst / sorbent system. This design was desirable to prevent excessive exposure of sulfur dioxide to the second bed. It was shown that the Pt / Al 2 O 3 / K 2 CO 3 system described in Example 1 was more difficult to regenerate when exposed to excess sulfur oxide. A catalyst prepared by coating a 200 cells per 6.452 cm 2 (200 cells per square inch) cordierite honeycomb structure coated with 0.122 grams / cm 3 TiO 2, 1.84 milligrams / cm Pt, and 7.93 milligrams / cm 3 NA 2 CO 3 regenerated more easily when exposed to sulfur oxides.
In diesem Beispiel wurde ein einzelnes Bett des TiO2/Pt/Na2CO3-Katalysators/Sorbers in einen Laborreaktor eingeführt und einem oxidierenden Sorptionszyklus mit einer simulierten Abgasmischung enthaltend 70 ppm NOx, 50 ppm CO, 3,05% CO2, 10% H2O und 14,5% O2 in Stickstoff ausgesetzt. Der Lauf wurde bei 315,6°C (600°F) mit einer Raumgeschwindigkeit von 22.500 hr–1 durchgeführt.In this example, a single bed of the TiO 2 / Pt / Na 2 CO 3 catalyst / sorber was introduced into a laboratory reactor and subjected to an oxidizing sorption cycle with a simulated exhaust gas mixture containing 70 ppm NO x , 50 ppm CO, 3.05% CO 2 , Exposed to 10% H 2 O and 14.5% O 2 in nitrogen. The run was performed at 315.6 ° C (600 ° F) at a space velocity of 22,500 hr -1 .
Die
Resultate zeigten, dass das ganze Kohlenstoffmonoxid zu Kohlenstoffdioxid
durch den Kontakt mit dem Katalysator oxidiert wurde. Die NOx-Auslassanteile sind in
Wie
auch in
Die Katalysatorprobe wurde anschließend dem gleichen Regenerationsstrom wie zuvor ausgesetzt, während dieses Regenerationszyklusses wurde die Temperatur jedoch auf 443,3°C (830°F) angehoben. Die während dieser Regeneration erhaltenen Werte zeigten die Entfernung von Schwefel von der Katalysatoroberfläche mit einer Freisetzung von sowohl SO2 als auch H2S.The catalyst sample was then subjected to the same regeneration flow as before, but during this regeneration cycle the temperature was raised to 443.3 ° C (830 ° F). The values obtained during this regeneration showed the removal of sulfur from the catalyst surface with a release of both SO 2 and H 2 S.
Nach
der Hochtemperaturaussetzung gegenüber dem Regenerationsgas wurde
der Reaktor auf 315,6°C
(600°F)
abgekühlt
und eine weitere Probe durchgeführt,
unter Verwendung des simulierten Abgasstromes. Die Werte von diesem
Test sind auch in
Im Allgemeinen wird hier das zu behandelnde Gas als „Abgas" bezeichnet, welches eine bevorzugte Verwendung für das vorliegende Katalysatorsystem, Verfahren und Vorrichtung ist, es kann jedoch Gas von jeder Quelle verwendet werden und der Ausdruck „Abgas" soll alle Quellen umfassen.in the Generally, the gas to be treated is referred to herein as "exhaust", which a preferred use for the present catalyst system, method and apparatus is however, gas can be used from any source and the term "exhaust" is meant to be all sources include.
Claims (35)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2000/000617 WO2001051178A1 (en) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Process, catalyst system, and apparatus for treating sulfur compound containing effluent |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE60019169D1 DE60019169D1 (en) | 2005-05-04 |
DE60019169T2 true DE60019169T2 (en) | 2006-02-02 |
Family
ID=21740963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE60019169T Expired - Lifetime DE60019169T2 (en) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | METHOD, CATALYST SYSTEM AND DEVICE FOR TREATING SULFUR-CONTAINING GAS |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1251936B1 (en) |
AU (1) | AU2000227238A1 (en) |
CA (1) | CA2397226C (en) |
DE (1) | DE60019169T2 (en) |
WO (1) | WO2001051178A1 (en) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10049040A1 (en) | 2000-10-04 | 2002-06-13 | Alstom Switzerland Ltd | Regenerating catalyst unit, for treating gas turbine waste gas, involves passing regeneration gas through two catalysts, removing gas upstream of one catalyst |
GB0124470D0 (en) * | 2001-10-12 | 2001-12-05 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system including hydrocarbon selective catalytic reduction catalyst |
FR2831468B1 (en) * | 2001-10-31 | 2004-09-03 | Renault | COMPOSITION FOR USE AS A NOx TRAP AND ITS USE IN THE TREATMENT OF EXHAUST GASES |
EP1369164B1 (en) * | 2002-06-04 | 2007-01-03 | ALSTOM Technology Ltd | Process for operating an exhaust gas purifying system using a catalytic absorption system |
DE10242776B4 (en) * | 2002-09-14 | 2013-05-23 | Alstom Technology Ltd. | Method for operating an emission control system |
FI116479B (en) * | 2003-02-06 | 2005-11-30 | Waertsilae Finland Oy | Process for regeneration of oxidation catalyst for the exhaust gases from an internal combustion engine |
US7964026B2 (en) | 2003-08-04 | 2011-06-21 | Power Reclamation, Inc. | Gasification apparatus |
US7117669B2 (en) * | 2004-05-05 | 2006-10-10 | Eaton Corporation | Temperature swing adsorption and selective catalytic reduction NOx removal system |
US7171801B2 (en) | 2004-06-24 | 2007-02-06 | Caterpillar Inc | Filter system |
US20070031302A1 (en) * | 2005-08-08 | 2007-02-08 | Carsten Wittrup | Method and apparatus for purifying a gas |
WO2008010789A1 (en) * | 2006-07-17 | 2008-01-24 | Power Reclamation, Inc. | Gasification apparatus |
US7563423B2 (en) * | 2006-12-22 | 2009-07-21 | Alstom Technology Ltd | Method and apparatus for catalyst regeneration |
US7682582B2 (en) | 2008-01-31 | 2010-03-23 | Conocophillips Company | Simultaneous removal of H2S and SO2 from tail gases |
GB2460825A (en) | 2008-06-06 | 2009-12-16 | Delphi Tech Inc | Reagent dosing system |
JP2012207608A (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Hitachi Zosen Corp | Exhaust emission control method and device |
US9056274B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-06-16 | General Electric Company | System and method for controlling and reducing NOx emissions |
EP2724766A1 (en) | 2012-10-26 | 2014-04-30 | Alstom Technology Ltd | A method of treating a carbon dioxide rich flue gas and a flue gas treatment system |
DE102014005153B4 (en) * | 2014-04-08 | 2023-12-14 | Andreas Döring | Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust gas aftertreatment |
CN110075709A (en) * | 2019-03-28 | 2019-08-02 | 苏州华加星光环保工程技术有限公司 | A kind of telescopic dual chamber integral denitration device and method |
CN114149835A (en) * | 2021-12-08 | 2022-03-08 | 浙江三龙催化剂有限公司 | Novel deoxidation and desulfurization process and application thereof |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL7307675A (en) * | 1972-06-16 | 1973-12-18 | ||
JP4098835B2 (en) * | 1993-12-07 | 2008-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification catalyst |
US5451558A (en) * | 1994-02-04 | 1995-09-19 | Goal Line Environmental Technologies | Process for the reaction and absorption of gaseous air pollutants, apparatus therefor and method of making the same |
US5599758A (en) * | 1994-12-23 | 1997-02-04 | Goal Line Environmental Technologies | Regeneration of catalyst/absorber |
US5762885A (en) * | 1997-02-19 | 1998-06-09 | Goal Line Environmental Technologies Llc | Apparatus for removing contaminants from gaseous stream. |
US5953911A (en) * | 1998-02-04 | 1999-09-21 | Goal Line Environmental Technologies Llc | Regeneration of catalyst/absorber |
US6037307A (en) * | 1998-07-10 | 2000-03-14 | Goal Line Environmental Technologies Llc | Catalyst/sorber for treating sulfur compound containing effluent |
TW385259B (en) * | 1998-09-18 | 2000-03-21 | Nat Science Council | Pd/NaOH-Al2O3 catalyst for NOx abatements |
-
2000
- 2000-01-11 DE DE60019169T patent/DE60019169T2/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-11 EP EP00905583A patent/EP1251936B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-11 WO PCT/US2000/000617 patent/WO2001051178A1/en active IP Right Grant
- 2000-01-11 CA CA002397226A patent/CA2397226C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-11 AU AU2000227238A patent/AU2000227238A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2001051178A1 (en) | 2001-07-19 |
EP1251936A4 (en) | 2003-03-05 |
CA2397226C (en) | 2009-09-29 |
AU2000227238A1 (en) | 2001-07-24 |
CA2397226A1 (en) | 2001-07-19 |
EP1251936A1 (en) | 2002-10-30 |
DE60019169D1 (en) | 2005-05-04 |
EP1251936B1 (en) | 2005-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60019169T2 (en) | METHOD, CATALYST SYSTEM AND DEVICE FOR TREATING SULFUR-CONTAINING GAS | |
DE69730539T2 (en) | Emission control system of an internal combustion engine and catalyst for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine | |
EP1395351B1 (en) | Exhaust gas purification unit with reducing agent supply | |
DE102012222801B4 (en) | Exhaust system and use of a washcoat | |
DE10131588B4 (en) | An operating method for an exhaust aftertreatment device comprising a nitrogen oxide storage catalyst downstream of an SCR catalyst and use of the SCR catalyst to remove hydrogen sulfide | |
DE602004003354T2 (en) | A PARTICLE FILTER AND NOX-ABSORBER EXHAUST SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH LUBRICANTS | |
DE102006058554B4 (en) | exhaust gas purification device | |
DE112013000218T5 (en) | Zoned catalysed substrate monolith | |
DE60125530T2 (en) | DIESEL EXHAUST SYSTEM WITH NOx TRAP | |
DE112012002601T5 (en) | Catalyzed substrate and exhaust system for internal combustion engines | |
DE60124610T2 (en) | Adsorber catalyst | |
DE102010011406A1 (en) | Perovskite-type compounds for use in lean NOx traps | |
DE60038075T2 (en) | emission Control system | |
EP3103979A1 (en) | Catalytic convertor for removing nitrogen oxides from the exhaust gas of diesel engines | |
DE69929396T2 (en) | Process for the purification of high-oxygen exhaust gases | |
DE102010039972A1 (en) | Stepped catalyst system and method of use | |
EP2328675A1 (en) | METHOD AND EXHAUST GAS SYSTEM FOR SCRUBBING EXHAUST GASES CONTAINING SOx, IN PARTICULAR ONBOARD INTERNAL COMBUSTION ENGINES OF SHIPS | |
DE60120306T2 (en) | emission control system | |
DE2341241A1 (en) | PROCESS FOR THE REMOVAL OF NITROGEN AND SULFUR OXIDES FROM EXHAUST GASES | |
WO2007020035A1 (en) | Device for the selective nox reduction in nox containing exhaust gases | |
DE102015119836A1 (en) | Zeolite assisted silver based catalyst for NOx storage | |
DE69633790T2 (en) | Method for REGENERATIVE CATALYTIC OXIDATION | |
WO2014106533A1 (en) | Elimination of ammonia and lower alkanes and/or hydrogen from waste gas streams in industrial plants | |
EP1810751A1 (en) | Method for preparing an iron-containing SCR-catalyst | |
DE3706131A1 (en) | METHOD FOR REMOVING POLLUTANTS FROM SMOKE GAS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition |